方案、预案—--东海污水处理厂尾水排放管排放口警戒标志设置工程方案全套设计.doc

泉州东海污水处理厂尾水排放管排放口警戒标志设置工程 方案设计泉州东海污水处理厂尾水排放管排放口警戒标志设置工程方案设计（第二版）目 录第1章 概 述1第2章 自然条件5第3章 管道工程设计情况9第4章 设计配布原则11第5章 设计方案12第6章 航标效能设计14第7章 航标配置设计15第8章 施工组织设计18第9章 工程估算20第10章 问题与建议2323第1章 概 述1.1项目背景泉州东海污水处理厂尾水排放管道位于泉州湾后渚通海航道西侧，横卧泉州湾后渚航道西侧海域。污水排海管道海域段为海域放流管，尾水排放口拟设在厂址东北部后渚港口区域，后渚港码头下游260m处。根据泉州东海污水处理厂污水排海管道建设情况，为了保证污水处理厂尾水排放管排海管道及过往船舶航行安全，需设置专用警戒标志，标示污水排海管道的铺设位置。受东海投资管理有限公司委托，中交武汉港湾工程设计研究院有限公司承担了本工程的警戒标志方案设计工作。在现场踏勘、调查和收集相关规划资料的基础上，完成并提交了本工程设计方案（第一版）。管理机构对方案进行了评审（审查会评审意见附后）。现由于尾水排放管排放口的位置变更（桩号K0+770变更为K0+685），经权衡各相关利益方的意见，我院在第一版（原提交方案）的基础上，补充完善了本工程方案设计报告。图1-1工程区域概位图1.2编制依据1.2.1设计依据文件（1）设计委托书；（2）泉州市发展改革委员会关于东海污水处理厂尾水排放管排放口工程立项的批复泉发改审201082号；（3）泉州市港口局关于东海污水处理厂尾水排放管排放口工程施工图设计的意见函；（4）福建省环保局于2005年5月20日对污水厂近期工程环境影响报告表及水环境影响专题的批复；（5）中国市政工程中南设计研究总院东海污水处理厂尾水排放管排放口工程施工图设计；（6）业主单位向有关部门申请用海范围。1.2.2依据技术标准、规范（1）交通部港口工程技术规范；（2）国标GB-4696-1999“中国海区水上助航标志”；（3）国际航标协会有关的水上助航标志推荐标准、国内一般的配布原则；（4）海区浮动助航标志布设规范；（5）上海海事局中国沿海航标管理有关技术规范汇编（一）；（6）智能冷光源航标灯通用技术规范（HJB288-2004）；（7）浮标锚链（JT/T100-2005）；（8）IALA关于通用系碇系统设计的建议（E-107，1998）； （9）JT7007-93航标灯光强度测量和灯光射程计算；（10）GB/T14008-92海上用太阳能组件总规范；（11）东海海区浮动标志编号规定（试行）；（12）东海海区航标配布规定（试行）。1.3主要研究结论本工程推荐方案一，设置直径1.8灯浮1座，陆上灯桩1座，工程总投资估算为48万元。第2章 自然条件2.1自然环境 2.1.1气象泉州湾跨海通道地处闽东南，属于南亚热带季风区，夏季多偏南风，冬季多偏北风，随着夏季风环流的转移，形成夏长东短，干湿季节分明，灾害性天气较多的气候特征。（1）气温泉州市年平均气温19.5-21.0C，最热月出现在8月，月平均气温27.4C，最冷月出现在2月，月平均气温为11.3C，极端最低气温-3C，全年日最高气温35C日数平均为0.1天。（2）降水多年平均降水量1010.9毫米，历年最多降水量1477.9毫米。历年月最多降水量668.5毫米，一日最大降水量236.8毫米。全年25毫米的降水日数平均11.2天。（3）雾多年平均年雾日数为10.6天。1-5月雾多，10-11月比较少，9月无雾。（4）相对湿度多年平均相对湿度为78，3-8月空气湿度较大，相对湿度达90。冬季空气湿度较为干燥，相对湿度仅70左右。（5）风况多年平均风速为6.9米/秒，强风向为北及东北，最大风速为24米/秒，极大风速32.6米/秒；常风向为北北东，频率为28。根据梅林码头初设报告全年6级风的日数平均为91天，崇武是福建省沿海风速较大的地区。夏季以南南西风为主，其它月份以东北或者北东方向为主，最大频率达45。福建沿海地区台风或热带风暴影响次数较多的地区，多发生于每年的7-9月，从1956-1980年统计，全省年平均发生台风3.8次，台风发生时，本地区有8级以上大风，实测风速40米/秒，极大风速达60米/秒。2.1.2水文根据收集的历史资料，对工程海区的水文基本特征分析如下：（1）潮位根据海港水文规范极端高、低水位的频率分析方法，采用崇武水位站1957年-2000年逐年最高、最低水位的高、低潮数据计算，得到工程海域的各重现期水位见表：设计潮位计算结果潮位出现频率崇武水位站山前站资料年限设计水位（cm）高水位（累计频率10）3033222001年低水位（累计频率90）-272-274极端高水位（cm）14574641957年-2000年2443451542343250409419基面85国家高程基准面换算关系：85国家高程 3.70m理论最低潮面 设计水位（基准面为理论最低潮面）设计高水位：6.92米（高潮累计频率10）设计低水位：0.96米（低潮累计频率90）校核高水位：8.21米（五十年一遇极端高水位）校核低水位：0.25米（五十年一遇极端低水位）（2）潮流潮流类型根据2003年7月在该海区进行的海流调查，通过准确的分析得知潮流性质为正规半日潮型。潮流运动形式台湾海峡的潮流系统主要是自北向南严冬的M2分潮，进入泉州湾后因岸线与地形影响，M2分潮椭圆旋转率均较小，呈往复流形式，方向为SE-NW，到大坠岛附近分成南北水道后，基本为E-W，即涨潮流由东向西，落潮流由西向东。流速下表给出了国家海洋三所对工程海区处3个点的实测最大涨、落潮流速。站号重现期可能最大潮流设计风速风海流设计海流流速流向流速方向流速流向1#100年65111.916.950.7112.511611250年65111.914.253.6112.510611310年65111.98.324.6112.5881131年65111.92.98.7112.5721122#100年112135.616.048113.516013550年112135.613.540.511314713510年112135.68.324.91131321351年112135.62.98.71131161363#100年116105.814.242.6112.515210950年116105.816.950.7112.516610810年116105.88.324.9112.51351081年116105.82.98.7112.51191072.2海域环境2.2.1航道现状、港口和航运现状后渚通海航道：石湖至后渚港区，建设规模为一个潮周期通航5000吨级海轮，乘潮历时2个小时，保证率90，后渚至秀涂段航道底宽100m，航道底标高-4.0m。目前后渚作业港区已有5000吨级粮食泊位、客货泊位、3500吨级石油泵船、3000吨级杂货泊位各1个、5000吨级集装箱泊位、1000吨级杂货泊位、1000吨级杂货泊位、500吨级泵船泊位个2个。后渚航道已能满足乘潮万吨级船舶（单向）。2.2.2港口和航道发展规划根据泉州港总体规划（报批稿），后渚作业区规划最大泊位为5000吨级，与其相配套，规划建设后渚航道，该航道由泉州湾终点（石3）至后渚作业区（后3），建设规模为5000吨级双向航道（乘潮），通航里程6.65km，航道设计底宽度150m，设计底标高-4.0m。后渚作业区岸段：后渚至上堡、后渚至长垵一线为三千米的中岸线。后渚岸线目前已建有10个500-5000吨级码头，已占约2700m，由于经济社会发展需要，剩余自然岸线已不适宜继续作为开发港口使用（拟建工程区即为此处）。第3章 管道工程设计情况3.1管道建设情况东海城市污水处理厂一期规模为2.5万m 3/d。尾水排放采用一根DN1000玻璃钢管由污水处理厂排放至后渚港区，陆地上长度为4200m，海域内管长为775m，其中陆地上一期管道4200m已经铺设完成。本段工程为海域放流管，管道总长为770m。尾水放流管管径为DN1000，共设计10根扩散管，近期按照2.5万m 3 /d规模先利用末端3根，关闭前面7根，远期再根据实际情况逐步依次开启前面扩散管。东海城市污水处理厂一期工程设计在原玻璃钢管接口的基础上再增加设置法兰连接（材料为尼龙），砼护管材料为C30砼，(HPB235)、(HRB235)级钢筋，保护层厚度50mm。本段压力管道施工完毕后应分段试压，具体操作要求应按照规范给水排水管道施工及验收规范GB 50286-2008执行，本段管道最大工作压力为0.30Mpa，实验压力为0.80Mpa。污水排海管道设计管内底标高4.10m，管道埋深4.10m，管顶覆土2.50m，铺设在海底表层内，本工程按照远期规模共设计有10根竖向的扩散排放管，近期使用末端三根，其余七根近期暂不使用，采用盲法兰堵板封闭，需要采取一定措施来保护管道的安全。3.2管道用海区域污水处理系统一期工程用海范围设置2个区域：排污管道用海、污水达标排放用海，其中排污管道用海面积为2.4740公顷，污水达标排放用海面积为54.790公顷。建设方提供的用海范围点号和坐标位置见下图：3.3管线路由地质特点污水排海管入海全长775m，管道线路由地势自西向东倾斜，海底地质表层为粘土质粉砂层。第4章 设计配布原则4.1水域的特点泉州东海污水处理厂尾水排放管工程位于泉州湾后渚通海航道西侧，污水排海管道横卧泉州湾后渚航道西侧海域，起点位于泉州市沿海大通道，尾水排放口位置在后渚码头下游260m处。排放管排放口端点距离泉州湾后渚通海航道约260m，该航道船舶通航量较大，对管道的安全存在隐患，有必要设置警戒航标志标示管道位置、走向，以警示污水排海管道水域附近的船舶，保护管道的安全。在排海管道前沿大部分是海滩，水深较浅，只有小部分渔船、沙船在航行。 后渚航道所设置航标标 名标别位置（CGCS2000）灯质结构泉州湾23号灯浮灯浮245228.111841 35.2甚快（9）白10秒黄黑黄，顶标为两个黑色锥形，锥顶相对。西方位标泉州湾25号灯浮灯浮245256.311841 29.1闪绿4秒绿色柱形，顶标为绿色锥形泉州湾27号灯浮灯浮245327.811841 06.1甚快（9）白15秒黄黑黄，顶标为两个黑色锥形，锥顶相对。西方位标泉州湾29号灯浮灯浮245327.811841 35.2甚快（9）白10秒黄黑黄，顶标为两个黑色锥形，锥顶相对。西方位标4.2配布原则（1）警戒标志配布范围以污水排海管道用海范围为依据；（2）警戒标志配布执行海区航标A制度，标志类型为专用标-水中构筑物标；（3）设置警戒标志目的是标示污水排海管道位置及走向，出港船舶可以参照标志在安全航行、禁止管道附近水域抛锚、作业；（4）依据国际航标协会推荐的航标配布的一般原则及国内的相关标准规范进行设计；（5）根据管道附近水域的水深情况，选择合理的航标布设位置。第5章 设计方案根据泉州湾西侧湾内水域的特点，并结合现有助航设施情况审查意见，本工程共设置直径1.8m灯浮1座，陆上灯桩1座。（一）方案一 本工程设置直径1.8m灯浮1座，陆上灯桩1座。（1）警戒标志配布方法尾水排放口设在厂址东北部后渚港口区域后渚码头下游260m处，在尾水排放口外30米处设置直径1.8m灯浮1座，即距离后渚航道西侧边线约260m处。该标志标示为排海管道口位置，通过发布航行通告和宣传资料，告示船舶禁止在此范围锚泊或海上作业，为水上巡查、检查提供目标，可以明显观测禁戒水域内的情况。在管道陆上入海点处即堤坝处10m范围内，增设1座警戒灯桩。该灯桩与水上灯浮的连线标示管道位置，禁止过往船舶在这水域抛锚、作业。（2）专用标志命名按照海区航标命名规则，并结合区域和工程项目名称来命名。在尾水排放口所设置专用标志命名为东海污管1号灯浮，陆上灯桩命名为东海污管警戒灯桩。 （3）设置位置（概位，具体坐标以施工图为准）东海管道1号灯浮：高斯坐标：X = 2752971.3047 Y = 518908.3094 北京54坐标：245252.8 N 1184113.6ECGCS-2000坐标（WGS-84）：245252.5N 1184116.1E灯质：莫尔斯（C） 黄12秒。东海管道警戒灯桩：高斯坐标：X =2752634.1169, Y =518304.0601 北京54坐标：245241.9 N 1184052.1 E CGCS-2000坐标（WGS-84）：245241.6N 1184054.7E灯质：莫尔斯（C） 黄15秒。（二）方案二 本工程设置直径1.8m灯浮一座，灯浮配置与方案一相同。（三）方案比选 方案一设置一座警戒灯浮，陆上设置一座警戒灯桩，两座警戒标志的连线可以较为准确的标示管道的走向及排污口的位置，从而更好的警示船舶注意航行安全，禁止在管道周围抛锚作业。不足之处投资费用较高。方案二设置一座警戒灯浮，仅标示排污口的位置，不能较为准确的标示管道走向，但投资费用较低。在确保安全情况下兼顾投资费用，推荐方案一为本工程警戒标志设计方案。第6章 航标效能设计6.1专用标志航标效能设计（1）共设置1座直径1.8m 灯浮；（2）颜色：黄色；（3）形状：黄色直径1.8m柱形灯浮，顶标为黄色叉形，字牌二面书写泉管1#字样，另二面绘有空心黑色向上正三角形；（4）灯质：莫C黄12秒；（5）射程：3海里；（6）标位：见航标技术参数表。6.2陆上警戒灯桩航标效能（1）形状：黄色高6m，直径0.8m圆柱形灯桩，顶标为黄色叉形，桩身明显处绘制空心黑色向上正三角形。平台处设置红色“管道”字样和绿色向下的箭头；（2）灯质：莫（C）黄15秒； （3）射程：3海里；（4）标位：见航标技术参数表。第7章 航标配置设计7.1专用灯浮（1）形状：直径1.8m柱形浮筒，顶标为黄色叉形，排海管道所设置的1座警戒标志的浮体采用直径1.8m的浅水灯浮；（2）材料：钢材采用宝钢Q345-NHY3耐海水腐蚀钢板，内套桶将整个浮体按纵向、横向分割成五个水密隔舱，提高了抗撞性能和使用寿命；（3）浮体喷涂采用国际牌聚胺脂材料，其优点是结构牢固、耐腐蚀、环保。7.2锚系设备根据国标GB-2558-81浮标专用国标的要求，及设置地水域地质的特点，灯浮采用单点系泊，系泊锚链分长链、短链、马鞍链、半长链。直径1.8m浮标锚链链径为直径28mm，抗拉力为20吨、抗破断力为51.8吨，配套直径39mm、直径36mm的卸扣及直径34mm的转环，沉石为4吨钢筋混凝土结构，施工时根据实际水深调整锚链的配置。7.3陆上警戒灯桩（1）灯桩选址与基础选在污水处理厂围填的厂区管道入海后方平台上建造警示灯桩，灯桩名称为东海污管警戒灯桩。（2）基础处理围填陆域地基条件差，需要进行地基处理，浇筑330.8米钢筋混凝土承台预埋地脚螺丝，作为警示灯桩基础。（详细地基处理方案在施工图阶段完善）（3）灯桩选型为减轻底面承载，灯桩选型高分质量材料制作的6m柱形灯桩，颜色为黄色上部平台处设置管道字样告示牌。字牌面向管道入海方向，灯桩结构造型参见东海污水灯桩总图。（4）顶标和标记东海污水管灯桩顶部安装黄色叉形顶标，桩身迎管道入海方向绘制空心黑色正三向上角形标记。7.4灯器、能源的选用说明（1）灯器选用灯浮标的灯器采用冷光源灯器或一体灯，闪光周期可调，灯光闪光最短时间0.5秒，闪光有效光强42.8cd，大气透气系数T=0.74，灯光射程3海里。（2）电源选型配置太阳能免维护蓄电池电源系统，根据灯浮耗电配置12V100AH免维护蓄电池3块，可满足阴雨25天以内用电需求。（3）配置20W2太阳能组件，工作电压12V。7.5航标遥测遥控设备航标遥测遥控系统设备选用与航标管理单位要求相一致的终端。具体分主机和灯浮上单机，在主控设备中需设置专门的接受软件。数据采用GSM无线传输方式进行传输，每个灯浮有一个专门的ID地址，便于识别。所设置航标的各项具体航标技术性能参数的设计详见航标技术性能参数表。泉州东海污水处理厂尾水排放管排放口工程警戒标志设置工程 方案设计7.6航标技术性能参数东海污水排海管警戒标志技术参数汇总表：标名标别位置CGCS2000（概位）灯质射程结构锚系东海管道1号灯浮水中构筑物标245252.5N1184116.1E莫尔斯（C） 黄12秒3海里黄色1.8柱形灯浮，顶标为黄色叉形，字牌二面书写东管1#字样，另二面绘有空心黑色向上正三角形。马鞍链、短链、长链各1节，沉石4T东海污管警戒灯桩专用标245241.6N1184054.8E莫尔斯（C） 黄15秒3海里黄色高6米，直径0.8米圆柱形灯桩，顶标为黄色叉形，桩身明显处绘制空心黑色向上正三角形。平台处设置红色“管道”字样和绿色向下的箭头泉州东海污水处理厂尾水排放管排放口工程警戒标志设置工程 方案设计第8章 施工组织设计8.1警戒灯浮设置施工（1）警戒灯浮施工程序本工程为水上助航标志设置工程，在办理设置许可手续后方可进行现场施工，现场施工阶段时间较短，大量的工作量在于器材的准备和安装和调试上，为达到航标设置“标位正确、灯质正常、涂色鲜明、结构良好”的标准，选择具有一定的专业的施工单位进行施工，组织施工一般程序如下：灯浮所用器材采购涂装安装调试验收装船发布现场作业预告现场定位就位抛设位置复测效能验收申请发布航行通告。（2）施工器材准备现场施工所用物料（拼装件、金属构件、施工用具等）均在抛设前准备就绪。蓄电池需进行初充电，航标灯、电源控制器需进行调试与试点后上现场安装。（3）施工船舶施工阶段使用中型航标工程船（2640马力航标工程船），分航次抛设。8.2警戒灯桩设置施工（1）警戒灯桩施工灯桩灯料现场基础浇筑设置预埋底脚螺丝现场组装灯桩安装灯器及电源系统调试试发光。（2）施工器材准备现场施工所用物料（拼装件、金属构件、施工用具等）均在分项施工前准备就绪。硅太阳能电池安装架，航标灯座，钢构件陆上加工组装验收后拆另运送现场。蓄电池需进行初充电，航标灯、电源控制器需进行调试与试点后上现场安装。8.3效能验收施工完毕后，需通过航标效能专项验收,只有达到设计要求方可投入使用，通过验收，报请海区航标主管机关发布航标动态和航警通告。航标设置以后，施工方应委托有资质的单位做好航标维护和抢修。第9章 工程估算9.1编制依据（1）沿海港口建设工程概算预算编制规定2004；（2）沿海港口水工建筑及装卸机械设备安装工程船舶机械艘（台）班费用定额2004247号；（3）国家发展计划委会员、建设部计价格200210号发布工程勘察设计收费标准（2002年修订本）。9.2编制说明1、本工程主要费用为航标器材费和船舶施工费，编制时航标器材取费以海区主管部门认可的航标供货单位的报价为依据，计算每座灯浮的估算费用。2、本工程分航次执行水中助航标志的抛设任务，施工船舶为具有起吊抛设能力的作业船舶，施工船舶据点以厦门港为例，船舶调遣费用折算在每座灯浮的抛设费用中。3、船舶费用按同马力的工程船舶计算台班费用。9.3工程总估算方案一工程估算总额为48万元工程估算表序号工程名称或费用内容单位数量单价(万元)合计（万元）备注一工程费用4211.8灯浮122222警戒灯桩座12020二其他费用61设计费项16三工程造价48一+二单个HF-1.8m浮筒工程费用表定额编号项目名称单位数量单价（元）合价（元）一工程直接费 128598.00（一）HF1.5-浮标器材购置费94758.001HF1.5-浮标套15500055000.002LED灯器 （同步闪光）套11030010300.003顶标/顶标架/顶标杆套120002000.004太阳能设备套138003800.005免维护蓄电池套218003600.00628mm长链节145204520.00728mm短链节125002500.00828mm马鞍链节120002000.00939mm末端卸扣只43001200.001032mm连接卸扣只33861158.001134mm转环只26001200.0012不锈钢/铜罗丝/电缆套1480480.0013遥测遥控RTU终端套170007000.00（二）自制设备4700.001沉石4T块122002200.002不锈钢电池箱套125002500.00（三）灯浮涂装费套155005500.001灯浮涂装费套150002场地搬运吊装费套1500（四）抛设台班费用23640.0012640hp航标船（工作）艘班11418414184.0022640hp航标船（停止）艘班247289456.00二其它直接费39629.961概算扩大1.05项0.01051350.282小型工程扩大1.05项0.01051350.283航标备品(一)+(二)+(三)30%项123815.236929.40三定额直接费（一+二）项1168227.96 168227.96四其他直接费(一)定额直接费5.2%0.0526687.096五现场经费(一)定额直接费6.6%0.0668487.468六直接工程费（三+四+五）1183402.52七间接费 三8%0.059170.13八计划利润（六+七）7%0.0713480.09九税金（六+七+八）3.38%0.03386964.58十专项费用（六+七+八+九）0.1%0.001213.02十一单位工程预算金额213230.336.0米灯桩工程费用表定额编号项目名称单位数量单价（元）合价（元）一工程直接费 145620.00 （一）灯桩器材购置费115230.00 1直径0.8米、高6.0米钢管灯桩（电池箱、避雷设施、地脚螺丝）套18000080000.00 2LED灯器 套198909890.00 3顶标/顶标架/顶标杆套120002000.00 4太阳能设备套130003000.00 5免维护蓄电池（12V100AN)套216003200.00 6遥测遥控RTU终端套185008500.00 7C30钢筋混凝土基础（不锈钢底脚螺丝）M37.212008640.00 （二）组装费套1850020500.00 1现场施工运输费台班125002500.00 2现场安装费项160006000.00 3航标位置测定费项11200012000.00 二其它直接费3058.02 1概算扩大1.05项0.01051529.01 2小型工程扩大1.05项0.01051529.01 三定额直接费（一+二）项1148678.02 148678.02 四其他直接费 （一）定额直接费5.2%0.0527572.24五现场经费费 （一）定额直接费7.1%（6.6%）0.0669610.92六直接工程费（三+四+五）1165861.18 七间接费 三8%0.058293.06 八计划利润（六+七）7%0.0712190.80 九税金（六+七+八）3.38%0.03386298.46 十专项费用（六+七+八+九）0.1%0.001192.64 十一单位工程预算金额（六+七+八+九+十）192836.14 第10章 问题与建议1、排海管道口设置警戒标志起着标示排海管道口位置，警示过往船舶注意船舶航行安全的作用，业主单位还需要利用宣传、向海军航海保障中心申请在海图标示管道位置等多方面、多渠道来保护管道及过往船舶航行安全。2、此次方案设计工程投资不包含该项目所设航标的日常维护费用，业主单位还需落实好维护经费，确保所设置的航标正常运行。